Главная | Обратная связь

Снятие судна с мели

Перед выполнением расчетов необходимо внимательно прочитать гл.8 учебника “Управление судном” (М., Транспорт , 1991), гл.23 учебника “Управление судном и его техническая эксплуатация” (М., Морской транспорт, 1981), гл.4 книги Г.М.Алексеева “Особые случаи морской практики” (М., Морской транспорт, 1959), гл.6 §86,102 книги В.В.Бекенского “Практические расчеты мореходных качеств судна” (М.,Транспорт, 1974).

Выбор способа снятия судна с мели производится на основании результатов расчетов, выполняемых в следующей последовательности:

- определяется потеряное водоизмещение;

- рассчитывается усилие, требуемое для снятия судна с мели;

- выясняется, какое количество груза необходимо перенести или снять с судна с целью исключения или уменьшения реакции грунта;

- определяются дополнительные тяговые усилия, которые могут быть созданы вспомогательными средствами (якорями, гинями, лебедками);

- рассчитывается количество судов, необходимых для снятия судна с мели.

Определение потерянного водоизмещения производится по формуле:

(31)

где

ΔТ_н, ΔТ_к - изменение осадки носом и кормой после посадки на мель;

(ΔТ – с минусом, если осадка увеличилась, и с плюсом, если осадка уменьшилась), м;

γ - удельный вес забортной воды, кН/м³ ;

V_0i = k₁ k₂ l b h₀ - объем воды, попавшей внутрь судна через пробоину, м³ ;

K₁ - коэффициент полноты затопленного отсека;

K₂ - коэффициент проницаемости затопленного отсека, м;

h₀ - высота уровня воды в затопленном отсеке, м;

q₁ - вес груза, изменяющий осадку на один см, кН/см.

Усилие, требуемое для снятия судна с мели, находится из выражения:

F=f*Q (32)

где f - коэффициент трения корпуса судна о грунт, выбираемый из Таблицы 2.

Таблица 2

№ п/п	Характер грунта	Коэффициент трения f
	Жидкая глина (ил) Глина Глина с песком Мелкий песок Крупный песок Галька Каменная плита Камень-булыжник Коралл Скала	0,20-0.42 0,30-0,45 0,30-0,40 0,40-0,45 0,40-0,50 0,45-0,50 0,35-0,60 0,40-0,60 0,60-0,80 0,80-1,50

Примечание. При работе судовых механизмов, создающих вибрацию корпуса, выбирается меньшее или среднее значение f , а при неработающих машинах – наибольшее значение.

Упор винта собственного судна на заднем ходу, кН, в первом приближении определяется по формуле:

Т_ш.з.х. =0,1N_i (33)

где N_i – индикаторная мощность главного двигателя, кВт_.

Если Т_ш.з.х.. >F, то имеет смысл пытаться сняться с мели, работая главными двигателями на задний ход. В случае Т_ш.з.х.. <F, необходимо рассмотреть другие варианты снятия судна с мели, то есть дифферентовку, кренование, уменьшение осадки, использование судовых вспомогательных средств или других судов.

В зависимости от заданных условий вопрос о креновании и дифферентовании может носить как прямой (определить количество груза, которое нужно выгрузить или перенести), так и обратный характер (определить, насколько изменится средняя осадка, крен или дифферент при снятии или переносе заданного количества груза. Во время снятия судна с мели могут одновременно применяться несколько способов ( кренование, завоз якорей, помощь других судов).

Применение дифферентования целесообразно только в случаях, когда судно соприкасается с грунтом не более 1/5 длины корпуса от носовой оконечности.

Кренование целесообразно при угле крена не более 10^о.

В общем случае расчет дифферентования и кренования производится по формулам:

При переносе груза

(34-35)

при снятии груза

(36-37)

где m₁, m_{2 -} - соответственно массы переносимого и снимаемого груза;

l_x ,l_y - соответственно плечи переноса груза вдоль диаметральной плоскости и плоскости мидель-шпангоута;

D - массовое водоизмещение судна, т;

H, h – соответственно продольная и поперечная метантрическая высоты, м;

y_m, x_m – отстояние центра массы снимаемого груза от ДП и плоскости мидель-шпангоута, м;

x_f - отстояние центра тяжести действующей ватерлинии от плоскости мидель-шпангоута. Снимается с графика. При отсутствии графика, в первом приближении, может быть принято равным 0(нулю), м.

Изменение средней осадки (ΔТ_ср) рассчитывается по формуле:

ΔТ_ср = m _г /q₁ (38)

 

В случае поднятия центра массы перемещаемого груза на величину l_x изменение поперечной метацентрической высоты находится из выражения

(39)

При снятии груза:

(40)

где z_m -расстояние центра массы груза от киля, м.

В случае посадки судна на банку («точечного» касания грунта) расчет производится в следующей последовательности:

- определяется отстояние «точки» касания с грунтом от центра тяжести ватерлинии (х₀ ) и от ДП (у).

(41)

где

- х -расстояние между точкой соприкосновения корпуса судна с грунтом и плоскостью мидель-шпангоута,

М – момент силы, дифферентующий судно на 1 см в первом приближении может быть определен из выражения:

(42)

В - ширина судна, м;

К_у - коэффициент, равный 70 м²см/кН

Определяется общее изменение осадки судна в точке соприкосновения с грунтом

(43)

где ΔТ – общее изменение осадки судна в точке соприкосновения с грунтом;

- среднее изменение осадки судна;

- изменение осадки в точке касания грунта за счет крена и дифферента.

Из формулы

(44)

можно определить количество груза m₁ , которое требуется перенести, зная плечи переноса l_x, и l_y или, наоборот, зная m_1, найти требуемые значения l_x, и l_y.

Общее изменение осадки в результате снятия груза рассчитывается по формуле:

(45)

Пользуясь данным уравнением можно вычислить координаты центра-массы снимаемого груза (x_m—x_f), y_m или количество снимаемого груза m₂ .

Если сумма тяговых усилий, развиваемых упором винта, недостаточна для снятия судна с мели, необходимо вызвать на помощь другие суда.

В нашем случае считаем, что судно-буксировщик однотипно с нашим судном.

Тяговое усилие буксировщика определяется в соответствии с указаниями раздела 2 “Буксировка судов морем”. В случае работы нескольких буксировщиков они, как правило, располагаются веером и их общее тяговое усилие равно геометрической сумме тяговых усилий отдельных судов. Минимально необходимое количество судов-буксировщиков определяется по формуле:

 

 

N = F / (T_ш.пх + 2P_я ) (46)

где P_я = k_гр g Q_я,

- Q_я - масса якоря,т;

- k_{гр -} коэффициент держащей силы якоря, выбирается из таблицы 3.

Таблица 3

№ п/п	Тип якорей	Грунт
Илистый	Песчаный	каменистый
	Адмиралтейский
2,2	4,1	5,2	3,8	4,3	9,2	3,1	8,1	3,0
	Холла	2,2	3,1	6,8	1,5	1,7	2,5	2,8	5,8	8,6

Примечание. Номер колонки соответствует:

1 – нагрузке постоянной;

2 –нагрузке динамической в виде отдельных, часто повторяющихся небольших рывков; 3 –нагрузке динамической в виде редких и сильных рывков.

 

Иногда требуется применять рывок для снятия судна с мели. Расчет допустимой начальной скорости производится по формуле:

(47)

- где Pраз – разрывное усилие троса, кН,

E - модуль упругости стального троса, равный 78*106кН/м2 ,

Sт - площадь поперечного сечения троса(табл.№1), м2 ,

D -водоизмещение судна.

В расчетах необходимо учесть прочность конструкций судов, глубину места и рассчитать длину разбега для обеспечения достижения необходимой скорости рывка в следующем порядке:

Усилие рывка Трыв в момент максимального натяжения буксирного троса определяется суммой допускаемой инерционной составляющей рывка Тин и тяги спасателяi при скорости буксировки к моменту рывка ТVрыв ;

Трыв= Тин- ТVрыв, где (48)

Тин рассчитывается для стального троса по формуле:

Тин=0,95Q- Тш.р.;(49)

 

- для синтетического Тин = 0,5Q- Тш.р.,(50)

 

Q — разрывное усилие выбранного троса, кН;

Тш.р -тяга буксировщика на швартовном режиме, кН.

Допустимая скорость буксировщика при рывке Vрыв определяется по формулам:

для стального троса Vрыв= Тин/√КΔ; (51)

для синтетического Vрыв=4√(0,45 Т3 ин/СΔ) м/с, (52)

где Δ- водоизмещение буксировщика;

К и С –жесткость стального и синтетического тросов соответственно.

К= 100 Qст/L кН/м (53)

С=3,6 Qсинт/L² (54)

где Qст и Qсинт разрывное усилие тросов;

L- длина троса.

Буксиры-спасатели снабжаются графиками зависимости тяги на гаке от скорости буксировки из которых по вычисленной допускаемой скорости при рывке (формулы )определяется значение ТVрыв. Приближенное значение ТVрыв можно определить по формуле:

кН , (55)

где Vmax — максимальная "скорость в режиме свободного хода судна-спасателя, м/с.

Длина разбега буксира-спасателя в случае применения синтетического или стального троса, который при разбеге буксира находится на грунте и вступает в работу на последнем этапе разбега, определяется в следующей последовательности:

определяется скорость рывка Vрыв, м/с;

рассчитывается значение функции f(e, х) по формуле

f(e, x)=Vpыв/Vмакс (56)

где { (е, х) — функция, учитывающая влияние динамических характеристик буксировщика и длины разбега на скорость рывка, определяется по графикам на рисунке;

е — коэффициент, характеризующий тяговые характеристики буксировщика.

е = Тш.р. / V 2 max Δ 1/м,(57)

где Тш.р- тяга буксировщика на швартовном режиме,

Δ — водоизмещение буксировщика, т.

Затем по графикам на рис. определяется длина разбега X в зависимости от f (e, х) и е.

 

Приложение 1

Канат трос стальной типа ТК 6х24=144 проволоки
с 7 органическими сердечниками (прядь 0+9+15)

 

 

Диаметр , мм	Расчетный вес 100м каната, Н	Расчетное разрывное усилие каната , Н
Каната /троса/	Проволоки
7.4	0.40	185.5
8.4	0.45	234.0
9.3	0.50	288.5
11.5	0.60	416.0
13.6	0.70	566.0
15.0	0.80	739.5
17.0	0.90	935.0
19.0	1.00	1155.0
20.5	1.10	1400.0
22.5	1.20	1665.0
24,5	1.30	1955.0
26.0	1.40	2265.0
28.0	1.50	2590.0
30.0	1.60	2955.0
З2.0	1.70	3340.0
33.5	1.80	3735.0
37.5	2.00	4620.0
41.0	2.20	5590.0
45.0	2.40	6650.0
48.5	2.60	7810.0
52.0	2.80	9018.0
56.0	3.00	10400.0
60.0	3.20	11820.0
65.0	3.40	13348.0

 

Приложение 2

Обозначения в таблицах:

α - угол касательной цепной линии с горизонталью;

Х - абсцисса цепной линии;

Y - ордината цепной линии;

l – длина дуги цепной линии;

a – параметр цепной линии;

R – радиус кривизны цепной линии.

α	X/a	Y/a= ch x/a	l/a= sh x/a	R/a	α	X/a	Y/a= ch x/a	l/a= sh x/a	R/a
1°00	0.0175	1.0002	0.0175	1.0003	6°00	0.1049	1.0055	0.1051	1.0111
2°00	0.0349	1.0006	0.0349	1.0012	7°00	0.1225	1.0075	0.1228	1.1051
									01 89
3°00	0.0524	1.0014	0.0524	1.0027	8°00	0.1407	1.0098	0.1405	1.0197
4°00	0.0699	1 .0024		1.0049	9°00	0.1577	1.0125	0.1584	1.0251
5°00	0.0874	1.0038	0.0875	1.0077	10°00	0,1754	1.0154	0.1763	1.0311

Продолжение приложения 2

 

α	X/a	Y/a= ch x/a	l/a= sh x/a	R/a	α	X/a	Y/a= ch x/a	l/a= sh x/a	R/a
110 00	0.1932	1.0187	0.1944	1.0378	16°00	0.2830	1.0403	0.286
12°00	0.2110	1.0233	0.2126	1.0452	17°O0	0.3012	1.0457	0.3057	1.0934
13°00	0.2289	1.0263	0.2309	1.0533	18°00	0.3195	1.0515	0.3249	1.1056
14000	0.2468	1,0306	0.2493	1.0622	19°00	0.3379	1.0576	0.3443	1.1186
	'2618
15000	0.2648	1.0353	0.2680	1.0718	20°00	0.3564	1.0642	0.3640	1.1325
	.2709

 

Продолжение приложения 2

 

α	X/a	Y/a= ch x/a	l/a= sh x/a	R/a	α	X/a	Y/a= ch x/a	l/a= sh x/a	R/a
21°00	0.3750	1.0711	0.3838	1.1473	26°00	0.4702	1.1126	0.4877	1.2379
22°00	0.3938	1 0785	0.4040	1.1632	27°00	0.4897	1.1223	0.5095	1.2596
								. 5243
23°00	0.4127	1.0864	0.4245	1 1802	28°00	0.5094	1.1326	0.5310	1.2821
24°00	0.4317	1,0946	0.4452	1.1982	29°00	0.5293	1.1434	0.5543	1.3073
25°00	0.4509	1.1034	0.4663	1.1274	30°00	0.5493	1.1547	0.5774	1.3333

Продолжение приложения 2

 

α	X/a	Y/a= ch x/a	l/a= sh x/a	R/a	α	X/a	Y/a= ch x/a	l/a= sh x/a	R/a
31о00	0.5696	1.1666		1.3610	36°00	0.6743	1.2361	0.726	1.5279
32°00	0.5900	1.1792	0.6249	1.3905	37°00	0.6960	1.2521	0.7536	1.5678
							2634j
33°00	0.6107	1.1924	0.6494	1.4217	38°00	0.7180	1.2690	0.7813	1 6104
34о00	0.6317	1.2062	0.6745	1.4550	39°00	0.7403	1 2866	0.8098	1.6558
35о00	0.6528	1.2208	0.7002	1.4903	40°00	0.7629	1.3054	0.8391	1.7011

 

Продолжение приложения 2

 

α	X/a	Y/a= ch x/a	l/a= sh x/a	R/a	α	X/a	Y/a= ch x/a	l/a= sh x/a	R/a
41°00	0.7859	1.3250	0.8693	1.7557	46°00	0.9063	1.4396	1.0365	2.0723
42°00	0.8092	1.3456	0.9004	1.8107	47°00	0.9316	1.4663	1.0724
43°00	0.8328	1.3673	0.9325	1.8696	48°00	0.9576	1.4945	1.1106	2.2335
44°00	0.85691	1.3902	0.9657	1.9825	49°00	0.9838	1.5243	1.1504	2.3233
						1.0017
45°00	0.8814	1.4142	1.0000	2.0000	50°00	1.0107	1.5557	1,1918	2.4203

 

 

Приложение 3 Варианты заданий на курсовую работу